一种全息光波导及其制作装置、近眼显示设备的制作方法

1.本发明实施例涉及光学技术领域，特别涉及一种全息光波导及其制作装置、近眼显示设备。


背景技术：

2.增强现实是将虚拟信息和真实世界相融合的技术，其中近眼显示设备是增强现实技术中的关键环节。近眼显示设备可以让用户看到真实世界的同时看到计算机构建的虚拟图像，人眼与所看到虚拟图像构成的锥形范围叫做视场角，人眼能看全虚拟图像时与显示设备的距离称为出瞳距离，人眼在一定的出瞳距离下能看全虚拟图像时人眼可以晃动的范围叫做眼动范围。如何在显著提升视场角和眼动范围的同时缩小光机体积是增强现实面临的一大挑战。
3.目前常见的能做到小光机体积并实现大视场角和大眼动范围的光波导方案有两种。一种是采用阵列光波导，但该方案采用玻璃冷加工工艺，工艺难度高、成本高且良率低；另一种是采用浮雕光栅波导，但该方案需要昂贵的光栅刻蚀及纳米压印，导致仪器成本高昂。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种全息光波导及其制作装置、近眼显示设备，该制作装置操作简单，制成全息光波导的效率高、成本低且良率高，并且制成的全息光波导应用于近眼显示设备中，可以在实现显著提升视场角和眼动范围的同时、缩小光机体积。
5.第一方面，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种全息光波导的制作装置，包括：光源、第一分光单元、第二分光单元、第一反射单元、第二反射单元、第三反射单元、异形棱镜和全息干板；所述第一反射单元和所述第一分光单元均设于所述光源的出光侧；所述异形棱镜的第一入射面设于所述第一反射单元的反射方向上；所述第二反射单元设于所述第一分光单元的第一出光侧，所述第三反射单元设于所述第一分光单元的第二出光侧，所述第二分光单元设于所述第一分光单元的第三出光侧；所述全息干板的第一面设于所述第二反射单元的反射方向上、且设于所述第三反射单元的反射方向上；所述异形棱镜的第二入射面设于所述第二分光单元的第一出光侧，所述异形棱镜的第三入射面设于所述第二分光单元的第二出光侧；所述全息干板的第二面邻近所述异形棱镜的出射面设置；在一些实施例中，所述光源的光线包括互相平行的第一光线和第一光束；所述第一反射单元还设于所述第一光束的传播方向上；所述第一分光单元还设于所述第一光线的传播方向上；所述第一光束经所述第一反射单元出射至所述异形棱镜的第一入射面，并通过所述异形棱镜的出射面出射至所述全息干板的第二面；所述第一光线经所述第一分光单元分为第二光束、第三光束和第二光线；所述第二光束经所述第一分光单元的第一出光侧出射至所述第二反射单元，由所述第二反射单元出射至所述全息干板的第一面；所述第三光束经所述第一分光单元的第二出光侧出射至所述第三反射单元，由所述第三反射单元出
射至所述全息干板的第一面；所述第二光线经所述第一分光单元的第一出光侧出射至所述第二分光单元，并经所述第二分光单元分为第四光束、第五光束和第六光束；所述第四光束经所述第二分光单元的第一出光侧出射至所述异形棱镜的第二入射面，并通过所述异形棱镜的出射面出射至所述全息干板的第二面；所述第五光束和所述第六光束均经所述第二分光单元的第二出光侧出射至所述异形棱镜的第三入射面，并通过所述异形棱镜的出射面出射至所述全息干板的第二面；所述全息干板包括第一区域、第二区域和第三区域，所述全息干板用于在所述第一区域被所述第一光束和所述第二光束相干形成耦入光栅、在所述第二区域被所述第三光束和所述第五光束相干形成耦出光栅、以及在所述第三区域被所述第四光束和所述第六光束相干形成转折光栅，从而形成全息光波导。
6.在一些实施例中，所述第一分光单元包括第一分光镜和第二分光镜；所述第一分光镜的入光侧设于所述光源的出光侧，所述第二分光镜的入光侧设于所述第一分光镜的第一出光侧，所述第二分光单元设于所述第一分光镜的第二出光侧，所述第二反射单元设于所述第二分光镜的第一出光侧，所述第三反射单元设于所述第二分光镜的第二出光侧。
7.在一些实施例中，所述第二反射单元包括第一反射镜；所述第一反射镜设于所述第一分光单元的第一出光侧，所述全息干板的第一面设于所述第一反射镜的反射方向上。
8.在一些实施例中，所述第三反射单元包括第二反射镜和第三反射镜；所述第二反射镜设于所述第一分光单元的第二出光侧，所述第三反射镜设于所述第二反射镜的反射方向上，所述全息干板的第一面设于所述第三反射镜的反射方向上。
9.在一些实施例中，所述第一反射单元包括第四反射镜和第五反射镜；所述第四反射镜设于光源的出光侧，所述第五反射镜设于所述第四反射镜的反射方向上，所述异形棱镜的第一入射面设于所述第五反射镜的反射方向上。
10.在一些实施例中，所述第二分光单元包括第三分光镜、第六反射镜和第七反射镜；所述第三分光镜的入光侧设于所述第一分光单元的第三出光侧，所述异形棱镜的第二入射面设于所述第三分光镜的第一出光侧，所述第六反射镜设于所述第三分光镜的第二出光侧，所述第七反射镜设于所述第六反射镜的反射方向上，所述异形棱镜的第三入射面设于所述第七反射镜的反射方向上。
11.在一些实施例中，所述第一反射镜、所述第三反射镜、所述第五反射镜、所述第三分光镜和所述第七反射镜分别固定在不同的滑轨旋转台上。
12.在一些实施例中，所述异形棱镜还具有一个反射面；所述异形棱镜用于通过所述第三入射面接收所述第五光束和所述第六光束，并通过所述反射面反射所述第五光束和所述第六光束至所述出射面，使所述第五光束和所述第六光束通过所述出射面出射至所述全息干板的第二面。
13.在一些实施例中，所述光源包括至少一个激光器以及合束器；每一所述激光器设于所述合束器的每一输入端，所述第一反射单元和所述第一分光单元均设于所述合束器的输出端。
14.在一些实施例中，所述制作装置还包括偏振分光棱镜；所述偏振分光棱镜的入射端设于所述合束器的输出端，所述第一反射单元和所述第一分光单元均设于所述偏振分光棱镜的出射端。
15.在一些实施例中，所述制作装置还包括空间滤波器和准直单元；所述空间滤波器
的入光侧设于所述偏振分光棱镜的出射端，所述准直单元的入光侧设于所述空间滤波器的出光侧，所述第一反射单元和所述第一分光单元均设于所述准直单元的出光侧。
16.第二方面，本发明实施例还提供一种全息光波导，所述全息光波导由第一方面任意一项所述的制作装置得到，所述全息光波导为角度复用全息和/或波长复用的全息光波导。
17.在一些实施例中，所述全息光波导中，由同一波长的光线曝光形成的耦入光栅的条纹周期λ1、耦出光栅的条纹周期λ1、以及转折光栅的条纹周期λ3满足以下关系：λ1=λ2；λ3=λ1/(2cos(α/2))；其中，α为所述耦入光栅与所述耦出光栅的光栅线夹角，α/2为所述耦入光栅与所述转折光栅的光栅线夹角，或者，α/2为所述耦出光栅与所述转折光栅的光栅线夹角。
18.在一些实施例中，所述转折光栅的衍射效率从面向所述耦入光栅的一侧至背向所述耦入光栅的一侧逐渐升高，所述耦出光栅的衍射效率从面向所述转折光栅的一侧至背向所述转折光栅的一侧逐渐升高。
19.第三方面，本发明实施例还提供一种近眼显示设备，包括至少一层如第二方面任意一项所述的全息光波导。
20.在一些实施例中，所述近眼显示设备包括一层全息光波导，所述全息光波导为波长复用和角度复用的全息光波导。
21.在一些实施例中，所述近眼显示设备包括m层全息光波导，所述m层全息光波导均为波长复用的全息光波导，所述m层全息光波导分别对应m组不同的曝光角度；或者，所述近眼显示设备包括n层全息光波导，所述n层全息光波导均为角度复用的全息光波导，所述n层全息光波导分别对应n个不同的曝光波长，其中，m为大于或等于2的整数，n为大于或等于2的整数。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例提供一种全息光波导及其制作装置、近眼显示设备，其中，全息光波导的制作装置包括光源、第一分光单元、第二分光单元、第一反射单元、第二反射单元、第三反射单元、异形棱镜和全息干板；通过光源、各分光单元、各反射单元和异形棱镜，对全息干板进行曝光，可以制作得到全息光波导。该制作装置使全息干板曝光形成光栅结构，从而制得全息光波导，操作简单、制作效率高、成本低且良率高，且制成的全息光波导应用于近眼显示设备中，可提升光线衍射效率，能在实现显著提升视场角和眼动范围的同时缩小光机体积。
附图说明
23.一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
24.图1是本发明实施例提供的一种全息光波导的制作装置的结构示意图；图2是本发明实施例提供的一种全息光波导的结构示意图；图3是本发明实施例提供的一种全息光栅曝光时的光线矢量示意图；图4是本发明实施例提供的一种全息光栅的全息干涉条纹示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种全息光栅的全息干涉条纹示意图；图6是本发明实施例提供的一种异形棱镜的三视图；图7是异形棱镜具有如图6所示的结构时，图1的部分光路三视图；图8是本发明实施例提供的另一种异形棱镜的三视图；图9是异形棱镜具有如图8所示的结构时，图1的部分光路三视图；图10是本发明实施例提供的另一种全息光波导的制作装置的结构示意图；图11是本发明实施例提供的一种三层全息光波导的结构示意图。
25.附图标记说明：10-光源，11-红光激光器，12-蓝光激光器，13-绿光激光器，14-合束器，20-第一分光单元，21-第一分光镜，22-第二分光镜，30-第二分光单元，31-第三分光镜，32-第六反射镜，33-第七反射镜，40-第一反射单元，41-第四反射镜，42-第五反射镜，50-第二反射单元，60-第三反射单元，61-第二反射镜，62-第三反射镜，70-异形棱镜，80-全息干板，81-耦入光栅，82-耦出光栅，83-转折光栅，91-偏振分光棱镜，92-空间滤波器，93-准直单元，1-第一全息光波导，2-第二全息光波导，3-第三全息光波导，k1-第一光束的波矢，k2-第二光束的波矢，k-光栅矢量，d-光栅周期，r-红光曝光得到的全息干涉条纹，g-绿光曝光得到的全息干涉条纹，b-蓝光曝光得到的全息干涉条纹，λ
r-红光曝光得到的全息干涉条纹的条纹周期，λ
g-绿光曝光得到的全息干涉条纹的条纹周期，λ
b-为蓝光曝光得到的全息干涉条纹的条纹周期，λ-光栅条纹间隔周期，ζ-条纹倾角，ζ1-对应第一组曝光角度曝光得到的全息干涉条纹的条纹倾角，ζ2-对应第二组曝光角度曝光得到的全息干涉条纹的条纹倾角，ζ3-对应第三组曝光角度曝光得到的全息干涉条纹的条纹倾角，m1-第一光线，m2-第二光线，l1-第一光束，l2-第二光束，l3-第三光束，l4-第四光束，l5-第五光束，l6-第六光束。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
27.为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
28.需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本技术的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
29.第一方面，本发明实施例提供一种全息光栅的制作装置，请参阅图1，该制作装置包括：光源10、第一分光单元20、第二分光单元30、第一反射单元40、第二反射单元50、第三反射单元60、异形棱镜70和全息干板80。
30.第一反射单元40设于光源10的出光侧，异形棱镜70的第一入射面设于第一反射单元40的反射方向上。第一分光单元20设于光源10的出光侧，第二反射单元50设于第一分光单元20的第一出光侧，第三反射单元60设于第一分光单元20的第二出光侧，第二分光单元30设于第一分光单元20的第三出光侧，全息干板80的第一面设于第二反射单元50的反射方向上、且设于第三反射单元60的反射方向上，异形棱镜70的第二入射面设于第二分光单元30的第一出光侧，异形棱镜70的第三入射面设于第二分光单元30的第二出光侧，全息干板80的第二面邻近异形棱镜70的出射面设置。
31.该全息光栅的制作装置可对全息干板进行曝光形成光栅结构，从而制得全息光波导，后续可用于制作波长复用和/或角度复用的全息光波导，也可用于制作单色全息光波导和全彩全息光波导，制作效率高、成本低且良率高，且制成的全息光波导具备波长复用和/或角度复用功能，应用于近眼显示设备中可提升光线衍射效率，能在实现显著提升视场角和眼动范围的同时缩小光机体积。
32.在其中一些实施例中，请继续参阅图1，光源10发射的光线可包括互相平行的第一光线m1和第一光束l1；第一反射单元40还设于第一光束l1的传播方向上；第一分光单元20还设于第一光线m1的传播方向上；第一光束l1经第一反射单元40出射至异形棱镜70的第一入射面，并通过异形棱镜70的出射面出射至全息干板80的第二面；第一光线m1经第一分光单元20分为第二光束l2、第三光束l3和第二光线m2；第二光束l2经第一分光单元20的第一出光侧出射至第二反射单元50，由第二反射单元50出射至全息干板80的第一面；第三光束l3经第一分光单元20的第二出光侧出射至第三反射单元60，由第三反射单元60出射至全息干板80的第一面；第二光线m2经第一分光单元20的第一出光侧出射至第二分光单元30，并经第二分光单元30分为第四光束l4、第五光束l5和第六光束l6；第四光束l4经第二分光单元30的第一出光侧出射至异形棱镜70的第二入射面，并通过异形棱镜70的出射面出射至全息干板80的第二面；第五光束l5和第六光束l6均经第二分光单元30的第二出光侧出射至异形棱镜70的第三入射面，并通过异形棱镜70的出射面出射至全息干板80的第二面；全息干板80包括第一区域、第二区域和第三区域，用于在第一区域被第一光束l1和第二光束l2相干形成耦入光栅、在第二区域被第三光束l3和第五光束l5相干形成耦出光栅、以及在第三区域被第四光束l4和第六光束l6相干形成转折光栅，从而形成全息光波导。
33.具体的，全息干板80包括波导基底和涂敷在波导基底表面的全息材料，其中，波导基底的材料可以是透明的玻璃或树脂，全息材料可以是光致聚合物、银盐、重铬酸盐明胶、光折变材料、光致各向异性材料、或者其他一切可用于曝光后记录干涉条纹的感光材料。示例性的，银盐可为卤化银（agx，x为f、cl、br或i）。
34.那么，在该制作装置中，通过各分光单元、反射单元配合异形棱镜70，可让光源10发射的光线形成六束光束，并且最终可以让第一光束l1和第二光束l2在全息干板80的第一区域相干形成全息干涉条纹，第三光束l3和第五光束l5在全息干板80的第二区域上相干形成全息干涉条纹，第四光束l4和第六光束l6在全息干板80的第三区域上相干形成全息干涉条纹；这样，这些全息干涉条纹分别对全息干板80的三个区域进行曝光，并且这些全息干涉条纹被全息干板80记录，如图2所示，最终可在第一区域形成耦入光栅、在第二区域形成耦出光栅、以及在第三区域形成转折光栅。可见，曝光完成后，全息干板80即可转变形成具有耦入光栅、耦出光栅和转折光栅的全息光波导，其中，耦入光栅用于将带有图像信息的图像
光线耦入至波导基底内，并使所述图像光线朝向转折光栅进行全反射传播，然后，转折光栅用于接收并衍射经耦入光栅耦入的图像光线，部分图像光线会转向朝耦出光栅全反射传播，部分图像光线会继续朝原方向进行传播，耦出光栅用于将图像光线从波导基底中耦出，最后传至人眼。可见，该制作装置可以在全息干板80上同时曝光三个区域，使全息光栅具有三个区域的光栅结构，操作简单、制作效率高、成本低且良率高。并且制得的全息光波导衍射效率高，应用于近眼显示设备中，可以实现显著提升视场角和眼动范围的同时缩小光机体积。可以理解的是，在该制作装置制得的全息光波导中，耦入光栅、耦出光栅均为反射式体全息光栅，转折光栅为透射式体全息光栅。相对于透射式体全息光栅，反射式体全息光栅通常具有更高的衍射效率和更大的角度带宽。另外，基于全息光栅曝光遵循k矢量运算法则，以反射式耦入体全息光栅为例，则该制作装置制成的反射式耦入体全息光栅曝光也遵循k矢量运算法则。请参阅图3，k1代表从空气入射到全息材料上的波矢，k2代表从波导基底内入射到全息材料上的波矢；假设波导基底的折射率和全息材料的折射率均为n，曝光光线的光波长为λ，干涉曝光所形成的光栅周期为d，光栅条纹间隔周期为λ，条纹倾角为ζ，光栅矢量k与光栅条纹垂直，则第一光束l1和第二光束l2的波矢k1和k2的模为2πn/λ，光栅矢量k的模为2πn/λ，三者构成闭合矢量三角形，满足k=k1-k2，那么，后续应用时，当入射光满足该耦入全息光栅的布拉格条件λ=λ/(2ncos(ζ))时，该耦入全息光栅具有最高的衍射效率。可见，该制作装置制得的全息光波导具有较高的衍射效率。
35.在其中一些实施例中，请参阅图2，在制得的全息光波导中，耦入光栅81所在的第一区域可为圆形、耦出光栅82所在的第二区域和转折光栅83所在的第三区域可均为矩形。实际应用中，第一区域、第二区域和第三区域可以为圆形、矩形、多边形或者其他规则图形、不规则图形等，在此不需拘泥于本实施例中的限定。另外，第三区域具有至少三侧，第一区域位于第三区域的第一侧，第二区域位于第三区域的第二侧，并且，第一区域中心和第三区域中心的连线与第二区域中心和第三区域中心的连线互相垂直。实际应用中，第一区域、第二区域和第三区域的位置和大小可根据实际需要进行设置，在此不需拘泥于本实施例中的限定。
36.实际应用中，也可以只利用第一光束和第二光束在全息干板的第一区域相干形成耦入光栅、以及利用第三光束和第五光束在全息干板的第二区域相干形成耦出光栅，从而制得只具有耦入光栅和耦出光栅的全息光波导。例如，分别采用挡板对第四光束和第六光束进行遮挡，使第四光束和第六光束无法入射至全息干板，这样，即可制得只具有耦入光栅和耦出光栅的全息光波导。
37.在制作过程中，通过改变曝光参数可以制得各种全息光波导，其中，曝光参数包括曝光光线的波长个数、曝光角度、曝光区域的位置和大小。曝光光线的波长可以包括可见光波长范围内的至少一个波长；曝光角度包括三对曝光光束角度，如图1所示，第一对曝光光束角度包括第一光束l1入射至全息干板80的入射角度和第二光束l2入射至全息干板80的入射角度、第二对曝光光束角度包括第三光束l3入射至全息干板80的入射角度和第五光束l5入射至全息干板80的入射角度、第三对曝光光束角度包括第四光束l4入射至全息干板80的入射角度和第六光束l6入射至全息干板80的入射角度；曝光区域的位置和大小包括第一区域的位置和大小、第二区域的位置和大小、第三区域的位置和大小。应注意的是，某一对曝光光束角度中只要有一束光束的入射角度不同即可认为曝光光束角度不同。
38.可选的，在制作过程中，如果仅采用一种波长的光线对全息干板80曝光一次，那么在全息干板80上的第一区域、第二区域和第三区域上分别会形成一种对应曝光光线波长的全息干涉条纹，即全息光波导上的第一区域的耦入光栅、第二区域的耦出光栅和第三区域的转折光栅上，分别具有一种对应曝光光线波长的周期性折射率调制结构。通过这种方式制得的全息光波导，可制作单色全息光波导，能对与曝光光线波长对应的入射光线实现耦入、转折和耦出。
39.对于同一波长的曝光光线所曝光形成的耦入光栅、耦出光栅和转折光栅中，耦入光栅和耦出光栅的光栅线夹角α为90
°±
30
°
，耦入光栅与转折光栅与的光栅线夹角为α/2，或耦出光栅与转折光栅的光栅线夹角为α/2，耦入光栅的条纹周期λ1、耦出光栅的条纹周期λ2和转折光栅的条纹周期λ3满足以下关系式：λ1=λ2；λ3=λ1/(2cos(α/2))。
40.可选的，在制作过程中，如果仅采用n个不同波长的光线合束后对一块全息干板同时曝光，那么在全息干板的第一区域、第二区域和第三区域上，分别会形成n种对应n个不同波长的全息干涉条纹，即在制得的全息光波导的耦入光栅、耦出光栅和转折光栅中，分别具有n种对应n个不同波长的折射率调制结构，从而得到波长复用的全息光波导，其中，n为大于或等于2的整数。那么，当将对应曝光采用的n个不同波长的光线进行合束后入射至该波长复用的全息光波导中时，该波长复用的全息光波导能同时耦入n个不同波长的光线，并对其进行扩展和耦出，从而实现波长复用功能。
41.其中，在该波长复用的全息光波导的同一区域中，对于n个不同波长的光线在同一组曝光角度下形成的不同全息干涉条纹，这些全息干涉条纹对应的光栅矢量方向相同，即这些全息干涉条纹之间具有相同的条纹倾角。即在耦入光栅、耦出光栅和转折光栅中，分别具有n种条纹周期的折射率调制结构；并且，在耦入光栅中的n种折射率调制结构的条纹倾角相同、耦出光栅中的n种折射率调制结构的条纹倾角相同、转折光栅中的n种折射率调制结构的条纹倾角相同。但这些全息干涉条纹的条纹周期与波长相关。
42.具体的，当采用红光、绿光和蓝光的光线合束后同时曝光，如图4所示，在全息光波导的耦入光栅、耦出光栅和转折光栅上分别具有对应红光曝光得到的全息干涉条纹r、对应绿光曝光得到的全息干涉条纹g、以及对应蓝光曝光得到的全息干涉条纹b，即在制得的全息光波导上的耦入光栅、耦出光栅和转折光栅上，分别形成三种对应红光、绿光和蓝光的折射率调制结构，从而得到波长复用的全息光波导，能对红光、绿光和蓝光这三种波长的光线实现波长复用。例如，当入射光为rgb光源时，即当入射光同时包括红光、绿光和蓝光时，该波长复用的全息光波导的耦入光栅能同时将红光、绿光和蓝光耦入至波导基底中，并使耦入的光线朝转折光栅传播；然后，转折光栅能同时对红光、绿光和蓝光进行扩展，并同时使红光、绿光和蓝光朝耦出光栅传播；最后，耦出光栅能同时对红光、绿光和蓝光进行扩展、以及使红光、绿光和蓝光同时从波导基底中耦出，即红光、绿光和蓝光将匹配不同的布拉格条件在该波长复用的全息光波导中发生衍射，从而实现全彩显示。另外，在曝光过程中，可以通过调节红光、绿光和蓝光的激光能量比例，使全息光波导上的各区域的光栅对红光、绿光和蓝光这三色光束的衍射效率大致相同，从而抑制彩虹效应。并且，相比于采用单层阵列二维光波导、以及采用双层或三层浮雕光栅波导来实现全彩显示的方案，本发明提供的制作
装置在制作全彩全息光波导的制作成本低且良率高。
43.请参阅图4，在该波长复用的全息光波导的同一区域中，在同一组曝光角度下，红光对应的全息干涉条纹、绿光对应的全息干涉条纹和蓝光对应的全息干涉条纹对应的光栅矢量方向相同，即具有相同的条纹倾角，但其相应的条纹周期分别为λr、λg和λb；可见，同一区域中不同波长的光线曝光形成的全息干涉条纹之间的条纹周期并不相等。
44.可选的，在制作过程中，如果采用同一波长的光线以m组曝光角度对一块全息干板进行m次曝光时，得到的在全息干板的第一区域、第二区域和第三区域上，分别会形成m种对应m组曝光角度的全息干涉条纹。即在制得全息光波导上的耦入光栅中，具有m种对应m组第一对曝光光束角度的全息干涉条纹；在全息光波导上的耦出光栅中，具有至少m种对应m组第二对曝光光束角度的全息干涉条纹；在全息光波导上的转折光栅中，具有m种对应m组第三对曝光光束角度的全息干涉条纹，从而得到角度复用的全息光波导，其中，m为大于或等于2的整数，在这m组曝光角度中，每一对曝光光束角度均不同。
45.其中，在该角度复用的全息光波导的同一区域中，对于同一波长的光线在m组不同曝光角度下形成的m种不同的全息干涉条纹，这些全息干涉条纹具有相同的条纹周期、不同的条纹倾角。例如，采用同一波长的光线以三组曝光角度对全息干板进行三次曝光，得到的全息光波导上的耦入光栅、耦出光栅和转折光栅中，分别具有三种对应三组曝光角度的全息干涉条纹。对于某一区域上的全息干涉条纹，如图5所示，该区域上形成三种对应三组曝光角度的全息干涉条纹，这三组全息干涉条纹中条纹周期相同，均为d，但条纹倾角不同，分别为ζ1，ζ2，ζ3。
46.可以理解的是，对于制得的角度复用的全息光波导，当采用对应曝光时所用的波长的光线入射至该角度复用的全息光波导中，即使以大角度入射至该角度复用的全息光波导，该角度复用的全息光波导仍然具有较高的衍射效率，从而可实现角度复用以及良好的大视场显示。
47.可选的，在制作过程中，如果采用不同波长的光线分别以不同的曝光角度对全息干板进行曝光，这样可以得到兼具角度复用和波长复用功能的全息光波导。可以理解的是，当采用由n个不同波长的光线合束成的光束以m组不同的曝光角度对一块全息干板曝光m次时，在全息干板的第一区域、第二区域和第三区域上，分别会形成n*m种全息干涉条纹，即在制得的全息光波导的耦入光栅、耦出光栅和转折光栅中，分别具有n*m种周期性折射率调制结构，通过这种方式制作全息光波导，可以得到兼具角度复用和波长复用的全息光波导。
48.在其中一些实施例中，请参阅图1，第一分光单元20包括第一分光镜21和第二分光镜22。其中，第一分光镜21的入光侧设于光源的出光侧，第二分光镜22的入光侧设于第一分光镜21的第一出光侧，第二分光单元30设于第一分光镜21的第二出光侧，第二反射单元50设于第二分光镜22的第一出光侧，第三反射单元60设于第二分光镜22的第二出光侧。
49.具体的，第一分光镜21的入光侧设于第一光线m1的传播方向上，第一光线m1和第一光束l1均沿第一方向传播，第一分光镜21用于将第一光线m1分成沿第一方向传播的第三光线和沿第二方向传播的第二光线m2，第二分光镜22用于将第三光线分成沿第一方向传播的第二光束l2和沿第三方向传播的第三光束l3。其中，分光镜是一种镀膜玻璃，通过在光学玻璃表面镀上一层或多层薄膜，当一束光投射到镀膜玻璃上后，通过反射和透射，光束可被分为多束光。分光镜用于将入射光束分成具有一定光强比的透射光与反射光。实际应用中，
可以选用固定分束比分光镜和可变分束比分光镜，在此不做限定。
50.在其中一些实施例中，请继续参阅图1，第二反射单元50可包括第一反射镜；第一反射镜设于第一分光单元20的第一出光侧，全息干板80的第一面设于第一反射镜的反射方向上。该第一反射镜用于将第二光束l2反射至全息干板80的第一面的第一区域。
51.可选的，该第一反射镜固定在滑轨旋转台上，该滑轨旋转台可带动第一反射镜平移和旋转。具体的，该滑轨旋转台可带动第一反射镜在滑轨旋转台所在平面，沿平行于全息干板80的第一面的方向进行移动，另外，该滑轨旋转台可带动第一反射镜绕着第一反射镜的中心进行旋转，通过滑轨旋转台带动第一反射镜进行平移和旋转，可以改变第二光束l2与全息干板80的第一区域的入射角度，从而可以让全息干板80的第一区域被第二光束l2以不同入射角度曝光。
52.在其中一些实施例中，请继续参阅图1，第三反射单元60包括第二反射镜61和第三反射镜62；第二反射镜61设于第一分光单元20的第二出光侧，第三反射镜62设于第二反射镜61的反射方向上，全息干板80的第一面设于第三反射镜62的反射方向上。具体的，第二反射镜61设于第二分光镜22的第二出光侧，该第二反射镜61用于将第三光束l3反射至第三反射镜62，第三反射镜62用于将第三光束l3反射至全息干板80的第一面的第二区域。
53.可选的，该第三反射镜62固定在滑轨旋转台上，该滑轨旋转台可带动第三反射镜62平移和旋转。具体的，该滑轨旋转台可带动第三反射镜62在滑轨旋转台所在平面，沿平行于全息干板80的第一面的方向进行移动，另外，该滑轨旋转台可带动第三反射镜62绕着第三反射镜62的中心进行旋转，通过滑轨旋转台带动第三反射镜62进行平移和旋转，可以改变第三光束l3与全息干板80的第二区域的入射角度，从而可以让全息干板80的第二区域被第三光束l3以不同入射角度曝光。
54.在其中一些实施例中，请参阅图1，第一反射单元40包括第四反射镜41和第五反射镜42；第四反射镜41设于光源10的出光侧，第五反射镜42设于第四反射镜41的反射方向上，异形棱镜70的第一入射面设于第五反射镜42的反射方向上。具体的，第四反射镜41设于第一光束l1的传播方向上，该第四反射镜41用于将第一光束l1反射至第五反射镜42，第五反射镜42用于将第一光束l1反射至全息干板80的第二面的第一区域。
55.可选的，第五反射镜42固定在滑轨旋转台上，该滑轨旋转台可带动第五反射镜42平移和旋转。具体的，该滑轨旋转台可带动第五反射镜42在滑轨旋转台所在平面，沿垂直于全息干板80的第一面的方向进行移动，另外，该滑轨旋转台可带动第五反射镜42绕着第五反射镜42的中心进行旋转，通过滑轨旋转台带动第五反射镜42进行平移和旋转，可以改变第一光束l1与全息干板80的第二区域的入射角度，从而可以让全息干板80的第二区域被第一光束l1以不同入射角度曝光。
56.在其中一些实施例中，请参阅图1，第二分光单元30包括第三分光镜31、第六反射镜32和第七反射镜33；第三分光镜31的入光侧设于第一分光单元20的第三出光侧，异形棱镜70的第二入射面设于第三分光镜31的第一出光侧，第六反射镜32设于第三分光镜31的第二出光侧，第七反射镜33设于第六反射镜32的反射方向上，异形棱镜70的第三入射面设于第七反射镜33的反射方向上。具体的，第三分光镜31的入光侧设于第一分光镜21的第二出光侧，该第三分光镜31用于将第二光线m2分成第四光束l4、第五光束l5和第六光束l6，并将第四光束l4反射至异形棱镜70的第二入射面，将第五光束l5和第六光束l6透射至第六反射
镜32；第六反射镜32用于将第五光束l5和第六光束l6反射至第七反射镜33，第七反射镜33用于将第五光束l5和第六光束l6反射至异形棱镜70的第三入射面。
57.可选的，第七反射镜33可以固定在滑轨旋转台上，该滑轨旋转台可带动第七反射镜33平移和旋转。具体的，该滑轨旋转台可带动第七反射镜33在滑轨旋转台所在平面，沿平行于全息干板80的第一面的方向进行移动，另外，该滑轨旋转台可带动第七反射镜33绕着第七反射镜33的中心进行旋转，通过滑轨旋转台带动第七反射镜33进行平移和旋转，可以改变第五光束l5与全息干板80的第二区域的入射角度、第六光束l6与全息干板80的第三区域的入射角度，从而可以让全息干板80的第二区域被第五光束l5以不同入射角度曝光、第三区域被第六光束l6以不同入射角度曝光。
58.可选的，第三分光镜31可以固定在滑轨旋转台上，该滑轨旋转台可带动第三分光镜31平移和旋转。具体的，该滑轨旋转台可带动第三分光镜31在滑轨旋转台所在平面，沿垂直于全息干板80的第一面的方向进行移动，另外，该滑轨旋转台可带动第三分光镜31绕着第三分光镜31的中心进行旋转，通过滑轨旋转台带动第三分光镜31进行平移和旋转，可以改变第四光束l4与全息干板80的第三区域的入射角度，从而可以让全息干板80的第三区域被第四光束l4以不同入射角度曝光。
59.实际应用中，固定在滑轨旋转台的平面镜可以自由设置，在此不需拘泥于上述实施例中的限定。通过将所需平移或旋转的平面镜固定在滑轨旋转台中，可以改变曝光位置和曝光角度，从而制得各种样式的全息光波导。
60.具体的，在其中一些实施例中，请一并参阅图6、图7，异形棱镜70可具有六个面，包括第一入射面、第二入射面、第三入射面和出射面；在异形棱镜70中，第一光束l1直接透过第一入射面到达出射面，并在出射面出射至全息干板的第二面的第一区域；第四光束l4直接透过第二入射面到达出射面，并在出射面出射至全息干板的第二面的第三区域；第五光束l5直接透过第三入射面到达出射面，并在出射面出射至全息干板的第二面的第二区域；第六光束l6直接透过第三入射面到达出射面，并在出射面出射至全息干板的第二面的第三区域。
61.在其中一些实施例中，请一并参阅图8、图9，异形棱镜70还可包括一个反射面，该反射面用于将第五光束l5和第六光束l6全反射至出射面，并通过出射面出射至全息干板80的第二面。具体的，异形棱镜70用于通过第三入射面接收第五光束l5和第六光束l6，并通过反射面反射第五光束l5和第六光束l6至出射面，使第五光束l5和第六光束l6通过出射面分别出射至全息干板80的第二面的第二区域和第三区域。实际应用中，异形棱镜70具有四个以上的光洁通光面即可，各光束在异形棱镜中70的光路可根据实际需要进行设置，但应注意的是，各光束在异形棱镜70中被反射面反射时应满足全反射条件。
62.在其中一些实施例中，光源10可包括至少一个激光器以及合束器14；每一激光器设于合束器14的每一输入端，第一反射单元40和第一分光单元20均设于合束器14的输出端。具体的，第一反射单元40设于合束器14的输出端且设于第一光束l1的传播方向上，第一分光单元20设于合束器14的输出端且设于第一光线m1的传播方向上。
63.可选的，合束器14可为x棱镜，由四个直角棱镜胶合而成，x棱镜的对角面上分别有相互正交的第一分色膜和第二分色膜，其中，第一分色膜是反射红光、透射绿光和蓝光的分色膜，第二分色膜是反射蓝光、透射红光和绿光的分色膜。合束器14也可以为其他合适的光
谱合束器件，在此不需拘泥于本实施例中的限定。
64.进一步的，在其中一些实施例中，请参阅图10，光源10可包括红光激光器11、绿光激光器13、蓝光激光器12及合束器14，合束器14可将红光激光器11发射的红光、绿光激光器13发射的绿光以及蓝光激光器12发射的蓝光合为一束激光输出。在实际应用中，各激光器的排布和合束棱镜的结构可根据实际需要进行设置，在此不需拘泥于本实施例中的限定。
65.在其中一些实施例中，请继续参阅图10，制作装置还可包括偏振分光棱镜91。其中，偏振分光棱镜91的入射端设于合束器14的输出端，第一反射单元40和第一分光单元20均设于偏振分光棱镜91的出射端。具体的，第一反射单元40设于偏振分光棱镜91的出射端且设于第一光束l1的传播方向上，第一分光单元20设于偏振分光棱镜91的出射端且设于第一光线m1的传播方向上。该偏振分光棱镜91用于将光源10发射的光线以第一偏振态（例如s偏振态）的形式出射。具体的，该偏振分光棱镜91的入射面和出射面相邻设置。当光源10的光线经过偏振分光棱镜91的入射面入射后，s偏振态的光线将经过偏振分光棱镜91的出射面出射，而p偏振态的光线将经过偏振分光棱镜91透射。后续用于曝光的光线只有s偏振态的光线，这样能够过滤光线。
66.在其中一些实施例中，请继续参阅图10，制作装置还包括空间滤波器92和准直单元93；空间滤波器92的入光侧设于偏振分光棱镜91的出射端，准直单元93的入光侧设于空间滤波器92的出光侧，第一反射单元40和第一分光单元20均设于准直单元93的出光侧。其中，第一反射单元40设于准直单元93的出光侧且设于第一光束l1的传播方向上，第一分光单元20设于准直单元93的出光侧且设于第一光线m1的传播方向上。具体的，第一分光镜21设于准直单元93的出光侧且设于第一光线m1的传播方向上，第四反射镜41设于准直单元93的出光侧且设于第一光束l1的传播方向上。其中，空间滤波器92用于将光线发散，准直单元93用于准直光线。这样，通过空间滤波器92对光线进行发散后，再用准直单元93对发散后的光束进行准直保证发散后的光束的准直性，从而得到大直径的平行光束。
67.下面，结合图10所示的实施例详细阐述本发明实施例提供的全息光波导的制作装置的工作过程，其中，全息干板80的第二面和异形棱镜70的出射面贴合设置，例如用匹配液等液体材料贴合；准直单元93可为准直透镜。
68.此时，红光激光器11发射的红光通过合束器14的第一入射面到达合束器14、绿光激光器13发射的绿光通过合束器14的第二入射面到达合束器14、以及蓝光激光器12发射的蓝光通过合束器14的第三入射面到达合束器14；接着，合束器14将红光、蓝光和绿光合为一束激光输出至偏振分光棱镜91，偏振分光棱镜91过滤掉光线中的p偏振态的光分量后，输出s偏振态的光分量至空间滤波器92；然后，空间滤波器92将光线变为发散光输出至准直透镜，准直透镜将发散光变为大直径的平行光，其中，该平行光包括互相平行的第一光线m1和第一光束l1。
69.第一光束l1直接被第四反射镜41反射至第五反射镜42，然后，被第五反射镜42反射、并通过异形棱镜70的第一入射面、出射面后照射在全息干板80的第二面的第一区域。
70.第一光线m1经第一分光镜21后分为第二光线m2和第三光线；第三光线透过第一分光镜21、经第二分光镜22后分为第二光束l2和第三光束l3，第二光束l2透过第二分光镜22到达第一反射镜，然后，被第一反射镜反射至全息干板80的第一面的第一区域；第三光束l3被第二分光镜22反射至第二反射镜61，并被第二反射镜61反射至全息干板80的第一面的第
二区域。
71.第二光线m2被第一分光镜21反射至第三分光镜31、经第三分光镜31后分为第四光束l4、第五光束l5和第六光束l6，第四光束l4经第三分光镜31反射至异形棱镜70的第二入射面、并通过异形棱镜70的出射面出射至全息干板80的第二面的第三区域；第五光束l5经第三分光镜31透射至第六反射镜32，并被第六反射镜32反射至第七反射镜33，再被第七反射镜33反射至异形棱镜70的第三入射面，并通过异形棱镜70的出射面出射至全息干板80的第二面的第二区域；第六光束l6经第三分光镜31透射至第六反射镜32，并被第六反射镜32反射至第七反射镜33，再被第七反射镜33反射至异形棱镜70的第三入射面，并通过异形棱镜70的出射面出射至全息干板80的第二面的第三区域。应注意的是，第一面的第一区域对应第二面的第一区域，第一面的第二区域对应第二面的第二区域，这样，第一光束l1和第二光束l2可在全息干板80的第一区域发生干涉，全息干板80的第一区域被第一光束l1和第二光束l2形成的全息干涉条纹曝光，从而形成耦入光栅；第三光束l3和第五光束l5可在全息干板80的第二区域发生干涉，全息干板80的第二区域被第三光束l3和第五光束l5形成的全息干涉条纹曝光，从而形成耦出光栅；第四光束l4和第六光束l6可在全息干板80的第三区域发生干涉，全息干板80的第三区域被第四光束l4和第六光束l6形成的全息干涉条纹曝光，从而形成转折光栅；曝光完成后，该全息干板80即转变形成全息光波导。
72.在该制作装置中，通过滑轨旋转台调整第一反射镜、第三反射镜62、第五反射镜42、第七反射镜33以及第三分光镜31的位置、角度可以制作不同样式的全息光波导，并且该制作装置操作简单、成本低且良率高。由于制成的全息光波导，在第一区域上具有耦入光栅、第二区域上具有耦出光栅、第三区域上具有转折光栅，能够让光线沿不同方向扩展和传播；并且，通过改变激光的波长，可以利用不同波长的激光合成为一束光线对全息干板进行曝光，得到波长复用的全息光波导；或者，通过改变各光束的入射角度，可以让相干光以不同的入射角度进行相干，这样可以得到角度复用的全息光波导；从而提升光线的衍射效率，应用于近眼显示设备中，可以显著提升视场角和眼动范围、并且缩小光机体积。
73.为了提高光波导的能量分布的均匀性，在其中一些实施例中，该制作装置还包括至少一片渐变衰减片或至少一个移动式挡板，渐变衰减片可设置于第三光束l3光路、第四光束l4光路、第五光束l5光路和第六光束l6光路中的至少一束光路中；同样的，移动式挡板可设置于第三光束l3光路、第四光束l4光路、第五光束l5光路和第六光束l6光路中的至少一束光路中。通过设置渐变衰减片或移动式挡板，可以使全息光波导的耦出光栅在第二区域的衍射效率分布呈现渐变规律，和/或，使全息光波导的转折光栅在第三区域的衍射效率分布呈现渐变规律。例如，可以使转折光栅从靠近耦入光栅的一侧到远离耦入光栅的一侧的衍射效率呈现逐渐升高的趋势，耦出光栅从靠近转折光栅的一侧到远离转折光栅的一侧的衍射效率呈现逐渐升高的趋势，这样，可以有利于光线在整个波导区域的均匀分布。
74.在其中一些实施例中，该制作装置还包括至少一个光阑，通过在第一光束l1至第六光束l6中的一个或多个光束进入异形棱镜70之前的光路上设置光阑，可以修改光束的形态。
75.在其中一些实施例中，该制作装置还包括一个挡板，该挡板设置于第五光束l5和第六光束l6的光路之间，并平行于第五光束l5和第六光束l6的传播方向进行设置，例如，该挡板设置垂直于第六反射镜32的表面设置在第六反射镜32，通过设置该挡板，可以避免第
五光束l5和第六光束l6之间发生串扰。实际应用中，也可以使用光阑设置在第五光束和第六光束的光路上，来实现避免第五光束和第六光束发生串扰。
76.第二方面，本发明实施例还提供一种全息光波导，所述全息光波导由第一方面任意一项所述的制作装置得到，该全息光波导为角度复用和/或波长复用的全息光波导。通过如第一方面所示的制作装置，可以制得波长复用和/或角度复用的全息光波导，从而可以实现角度复用和/或波长复用，可以显著提升视场角和眼动范围、且缩小光机体积。
77.在其中一些实施例中，波长复用的全息光波导中，由同一波长的光线以同一曝光角度曝光形成的耦入光栅、耦出光栅和转折光栅中，耦入光栅和耦出光栅的光栅线夹角α为90
°±
30
°
，耦入光栅与转折光栅的光栅线夹角为α/2，或耦出光栅与转折光栅的光栅线夹角为α/2。
78.进一步的，在其中一些实施例中，波长复用的全息光波导中，λ1、耦出光栅的条纹周期λ1、以及转折光栅的条纹周期λ3满足以下关系：λ1=λ2；λ3=λ1/(2cos(α/2))。
79.在其中一些实施例中，转折光栅具有至少三侧，耦入光栅位于转折光栅的第一侧，耦出光栅位于转折光栅的第二侧，并且，耦入光栅中心和转折光栅中心的连线与耦出光栅中心和转折光栅中心的连线垂直。
80.在其中一些实施例中，所述转折光栅的衍射效率从面向所述耦入光栅的一侧至背向所述耦入光栅的一侧逐渐升高，所述耦出光栅的衍射效率从面向所述转折光栅的一侧至背向所述转折光栅的一侧逐渐升高。
81.第三方面，本发明实施例还提供一种近眼显示设备，包括至少一层如第二方面任意一项所述的全息光波导。该近眼显示设备中的全息光波导能够实现波长复用和/或角度复用，能在实现显著提升视场角和眼动范围的同时缩小光机体积。
82.在其中一些实施例中，该近眼显示设备包括一层全息光波导，该全息光波导为波长复用和角度复用的全息光波导。具体的，该全息光波导的耦入光栅、耦出光栅和转折光栅中，在制作过程中，可利用如第一方面所述的制作装置，采用由n个不同波长的光线合束成的光束分别以m组不同的曝光角度对一块全息干板曝光时，在第一区域、第二区域和第三区域上，分别会形成n*m种全息干涉条纹，使耦入光栅、耦出光栅和转折光栅分别具有n*m种周期性折射率调制结构，从而得到兼具角度复用和波长复用的全息光波导。实际应用中，制作装置和制作参数可根据实际需要进行选定，在此不做限定。
83.具体的，为了实现全彩显示，在制作过程中，可利用如第一方面所述的制作装置，采用由红光、绿光和蓝光三个不同波长的光线合束成的光束以m组不同的曝光角度对一块全息干板曝光m次，在第一区域、第二区域和第三区域上，分别会形成3*m种全息干涉条纹，使耦入光栅、耦出光栅和转折光栅分别具有3*m种周期性折射率调制结构，从而得到对红光、绿光和蓝光这三种光的波长复用的全息光波导，并且该全息光波导兼具角度复用功能。
84.那么，当红光、绿光和蓝光波长的光线入射至该近眼显示设备的全息光波导时，该全息光波导能同时对红光、绿光和蓝光进行耦入、转折和耦出，从而实现全彩显示；另外，当红光、绿光和蓝光的光线以大角度入射时，由于该近眼显示设备的全息光波导具备角度复用功能，因此，该全息光波导仍然能对这些光线具有较高的衍射效率，从而实现大视场显
示。
85.为了进一步提高近眼显示设备的衍射效率，在其中一些实施例中，该近眼显示设备包括m层全息光波导，所述m层全息光波导均为波长复用的全息光波导，所述m层全息光波导分别对应m组不同的曝光角度；或者，所述近眼显示设备包括n层全息光波导，所述n层全息光波导均为角度复用的全息光波导，所述n层全息光波导分别对应n个不同的曝光波长，其中，m为大于或等于2的整数，n为大于或等于2的整数。
86.具体的，为了实现全彩显示，在一些实施例中，该近眼显示设备包括m个全息光波导，且每一个全息光波导为波长复用的全息光波导；也即，采用红光、绿光和蓝光合束成的光束以m组不同的曝光角度对m块全息干板分别曝光制作得到m个全息光波导，其中，每块全息干板对应一组曝光角度。这样，将这m个全息光波导进行贴合设置后，同样可以实现全彩大视场显示。
87.在另一些实施例中，请参阅图11，该近眼显示设备包括三个全息光波导，分别为第一全息光波导1、第二全息光波导2和第三全息光波导3，且每一个全息光波导为角度复用的全息光波导。示例性的，采用红光以m组不同的曝光角度对第一全息干板曝光m次制作得到第一全息光波导1，采用绿光以m组不同的曝光角度对第二全息干板曝光m次制作得到第二全息光波导2，采用蓝光以m组不同的曝光角度对第三全息干板曝光m次制作得到第三全息光波导3；那么，第一全息光波导1为红光对应的角度复用的全息光波导，第二全息光波导2为绿光对应的角度复用的全息光波导，第三全息光波导2为蓝光对应的角度复用的全息光波导。这样，将第一全息光波导1、第二全息光波导2和第三全息光波导3贴合设置后，同样也可以实现全彩大视场显示。
88.综上，本发明实施例提供一种全息光波导及其制作装置、近眼显示设备，其中，全息光波导的制作装置包括光源、第一分光单元、第二分光单元、第一反射单元、第二反射单元、第三反射单元、异形棱镜和全息干板；通过光源、各分光单元、各反射单元和异形棱镜，使全息干板的第一区域被第一光束和第二光束相干形成耦入光栅、第二区域被第三光束和第五光束相干形成耦出光栅、第三区域被第四光束和第六光束相干形成转折光栅，得到全息光波导。该制作装置使全息干板同时在三个区域形成光栅结构，从而制得全息光波导，操作简单、制作效率高、成本低且良率高，且制成的全息光波导应用于近眼显示设备中可提升光线衍射效率，能在实现显著提升视场角和眼动范围的同时缩小光机体积。
89.需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
90.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。